一种HEML的弹丸受力仿真.pdf

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1、第35卷第3期四川兵工学报2014年3月【武器装备理论与技术】doi：10．1l809／scbgxb2014．03．015一种HEML的弹丸受力仿真谢腾，刘少克，魏维(国防科学技术大学机电工程与自动化学院，长沙410073)摘要：利用AnsoftMaxwell有限元分析软件建立了一种螺旋线圈型电磁发射器(Helicalelectro—magneticlauncher，HEML)弹丸的受力仿真模型，该种弹丸含有两个线圈，能产生更大的加速力；对弹丸线圈与驱动线圈的相对位置、尺寸对弹丸受力的影响，以及两个弹丸线圈间相互作用力、弹丸所受法向力进行了仿真计算；结果表明，弹丸的受力大小与

2、弹丸线圈与驱动线圈的相对位置有关，且有一个受力最大位置；弹丸的最大受力大小随着弹丸线圈长度、驱动线圈长度增大而增大，且增大趋势逐渐变缓；在选择弹丸材料及加工工艺时，需考虑前、后弹丸线圈间的相互作用力，以及弹丸线圈所受法向力对弹丸的影响。关键词：电磁发射；螺旋线圈型电磁发射器；有限元；弹丸受力本文引用格式：谢腾，刘少克，魏维．一种HEML的弹丸受力仿真[J]．四川兵工学报，2014(3)：52—54．中图分类号：TM303．1文献标识码：A文章编号：1006—0707(2014)03—0052—03SimulationAnalysisoftheForceonaHelicalEl

3、ectro-magneticLauncherArmatureXIETeng，LIUShao—ke，WEIWei(NationalUniversityofDefenseTechnology，CollegeofMechatronicsandAutomation，Changsha410073，China)Abstract：Thesimulationmodeloftheforceonahelicalelectro—magneticlauncher(HEML)armatureisestablishedinAnsoflMaxwel1．Thearmaturehastwocoils，andp

4、roducesmoreaccelerativeforce．Thein—fluencesoftherelativepositionbetweenarmaturecoilanddrivingcoilandsizesofarmaturecoilanddriv—ingcoiltotheforceonarmatureareanalyzed．Theinteractionforcebetweentwocoilsandthenormalforceonarmaturearecalculated．Theresultsshowthattheforceonarmatureisrelatedtothe

5、relativepositionbetweenarmaturecoilanddrivingcoil，andthereismaximumforceposition．Theforceonarmatureispro—po~ionaltothelengthofarmaturecoilanddrivingcoil，whiletherisingtendencyslowsdown．Choosingthematerialandprocessingtechnique。theinfluenceofinteractionforcebetweentwocoilsandthenormalforceon

6、armatureshouldbeconsidered．Keywords：electro—magneticlaunching；helicalelectro—magneticlauncher；finiteelement；forceonarma—tureCitationformat：XIETeng，LIUShao—ke，WEIWei．SimulationAnalysisoftheForceonaHelicalElec—tro—magneticLauncherArmature[J]．JournalofSichuanOrdnance，2014(3)：52—54．相比传统导轨型电磁发射器

7、，HEML具有更大的电感梯研究也取得了显著的进展⋯。度；在相同的电流下，能产生比导轨型更大的加速力；能量转为了提高弹丸的受力，上述研究者都设计过不同形式的化效率更高⋯。HEML的结构最早在1961年由K．Thorn和弹丸，但为了使弹丸结构简单，大都只包含一个弹丸线J．Norwood提出。2O世纪80年代，麻省理工学院对HEML圈。为了进一步提高弹丸的加速力，本文将对一种由两进行了进一步的研究；其后，密苏里大学T．G．Engel等的个线圈组成的弹丸进行受力分析。由于涉及椭圆积分的计收稿日期：2013—09